JP4911573B2 - 液晶パネル - Google Patents
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Description
T1(650)−T1(450)>0.025% ・・・(1)
T2(450)−T2(650)>0.01% ・・・(2)
ここで、T(450)は波長450nmにおける直交透過率であり、T(650)は波長650nmにおける直交透過率である。
図1は、本発明の好ましい実施形態による液晶パネルの概略断面図である。液晶パネル100は、視認側から順に、第1の偏光子10と、液晶セル20と、光学補償層30と、第2の偏光子40とを備える。第1の偏光子10と第2の偏光子40は、代表的には、その吸収軸が互いに直交するようにして配置されている。また、第1の偏光子10の吸収軸の方向は、液晶パネルの長手方向に対して実質的に平行である。さらに、光学補償層30の遅相軸方向と第2の偏光子40の吸収軸方向とは、実質的に直交している。それぞれの偏光子の外側(液晶パネルの最外部)および/または液晶セル側には、必要に応じて任意の適切な保護層(図示せず)が設けられ得る。液晶セル20は、一対の基板(代表的にはガラス基板)21および22と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層23とを有する。一方の基板(アクティブマトリクス基板)22には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子(代表的にはTFT)と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている(いずれも図示せず)。他方の基板(カラーフィルター基板)21には、カラーフィルター(図示せず)が設けられる。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板22に設けてもよい。基板21および22の間隔(セルギャップ)は、スペーサー24によって制御されている。基板21および22の液晶層23と接する側には、例えばポリイミドからなる配向膜(図示せず)が設けられている。
T1(650)−T1(450)>0.025% ・・・(1)
T2(450)−T2(650)>0.01% ・・・(2)
ここで、T(450)は波長450nmにおける直交透過率であり、T(650)は波長650nmにおける直交透過率である。また、添え字の「1」は第1の偏光子を表し、「2」は第2の偏光子を表す。本明細書において「直交透過率」とは、2枚の偏光子を互いの吸収軸が直交するように重ねた積層偏光子に光を当てたときの透過率をいう。なお、第1の偏光子10および第2の偏光子40については、後述のB−1項およびB−2項それぞれで説明する。
Symmetric Aligned Microcell)モードが挙げられる。VAモードおよびOCBモードが好ましい。第1の偏光子および第2の偏光子を組み合わせて用いることによる効果が顕著だからである。
B−1.第1の偏光子
上記の通り、第1の偏光子10は下記式(1)の関係を満足する:
T1(650)−T1(450)>0.025% ・・・(1)。
第1の偏光子の〔T1(650)−T1(450)〕は、第2の偏光子の〔T2(450)−T2(650)〕の値に応じて変化し得る。例えば、〔T1(650)−T1(450)〕は、好ましくは0.035%以上であり、さらに好ましくは0.055%以上である。〔T1(650)−T1(450)〕が0.025%以下である場合には、液晶パネルの方位角による色味変化が解消されない場合が多い。一方、〔T1(650)−T1(450)〕は、好ましくは0.1%以下である。〔T1(650)−T1(450)〕が0.1%を超えると、光の透過量が大きくなりすぎて、液晶パネルのコントラストが不十分になったり光漏れが大きくなる場合が多い。1つの実施形態においては、第1の偏光子は、図4に示すような直交透過率スペクトルを有する。
上記の通り、第2の偏光子40は下記式(2)の関係を満足する:
T2(450)−T2(650)>0.01% ・・・(2)。
第2の偏光子の〔T2(450)−T2(650)〕は、第1の偏光子の〔T1(650)−T1(450)〕の値に応じて変化し得る。例えば、〔T2(450)−T2(650)〕は、好ましくは0.015%以上であり、さらに好ましくは0.018%以上である。〔T2(450)−T2(650)〕が0.01%以下である場合には、液晶パネルの方位角による色味変化が解消されない場合が多い。一方、〔T2(450)−T2(650)〕は、好ましくは0.04%以下である。〔T2(450)−T2(650)〕が0.04%を超えると、光の透過量が大きくなりすぎて、液晶パネルのコントラストが不十分になったり光漏れが大きくなる場合が多い。1つの実施形態においては、第2の偏光子は、その〔T2(400)−T2(650)〕が好ましくは0.04%以上であり、さらに好ましくは0.06%以上である。〔T2(400)−T2(650)〕は好ましくは0.08%以下である。なお、T(400)は波長400nmにおける直交透過率である。1つの実施形態においては、第2の偏光子は、図5に示すような直交透過率スペクトルを有する。
C−1.光学補償層の配置、光学特性および構成
光学補償層30は、液晶セル20のバックライト側(より具体的には、液晶セル20と第2の偏光子40との間)に配置される。このような位置関係で光学補償層を配置することにより、特にVAモードおよびOCBモードの液晶セルについて非常に良好な光学補償が実現され、かつ、上記第1および第2の偏光子との組み合わせによる効果が顕著である。
光学補償層を構成する材料としては、上記のような光学特性が得られる限りにおいて任意の適切な材料が採用され得る。例えば、光学補償層は、非液晶性材料のコーティング層であってもよく、高分子フィルムの延伸フィルムであってもよい。好ましくは、光学補償層は、非液晶性材料のコーティング層である。延伸フィルムに比べて厚みを格段に薄くできるので、液晶パネルの薄型化に寄与し得るからである。好ましくは、非液晶性材料は、非液晶性ポリマーである。このような非液晶性材料をコーティング層に用いる場合、液晶性材料とは異なり、基板の配向性に関係なく、それ自身の性質によりnx>nz、ny>nzという光学的一軸性を示す膜を形成し得る。その結果、配向基板のみならず未配向基板も使用され得る。さらに、未配向基板を用いる場合であっても、その表面に配向膜を塗布する工程や配向膜を積層する工程等を省略することができる。
次に、上記のような非液晶性ポリマーを用いてコーティングにより光学補償層を形成する方法を説明する。光学補償層の形成方法としては、上記のような光学特性を有する光学補償層が得られる限りにおいて任意の適切な方法が採用され得る。代表的な製造方法は、基材フィルムに上記非液晶性ポリマーの溶液を塗工する工程と、当該溶液中の溶媒を除去して非液晶性ポリマーの層を形成する工程とを含む。非液晶性ポリマーの層は、偏光子(代表的には、偏光子の保護層)に直接塗工して形成してもよく(すなわち、偏光子の保護層が基材フィルムを兼ねてもよく)、任意の適切な基材に形成した後、偏光子(代表的には、偏光子の保護層)に転写してもよい。転写による方法は、基材を剥離することをさらに含み得る。
上記保護層(図示せず)としては、目的に応じて任意の適切な保護層が採用され得る。保護層は、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるプラスチックフィルムから構成される。プラスチックフィルムを構成する樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のアセテート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリノルボルネン樹脂、セルロース樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。また、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂も用いられ得る。偏光特性および耐久性の観点から、TACフィルムが好ましく、表面をアルカリ等でケン化処理したTACフィルムが特に好ましい。
2枚の偏光子をその吸収軸が互いに直交するようにして重ね、積層偏光子を作製した。この積層偏光子について、分光光度計[村上色彩技術研究所(株)製 製品名「DOT−3C」]を用いて、それぞれの測定波長における透過率を23℃で測定した。
(2)液晶パネルのx値およびy値の測定
実施例および比較例の液晶パネルを用いて液晶表示装置を作製し、23℃の暗室でバックライトを点灯させてから、30分経過した後、測定を行った。具体的には、液晶表示装置に、黒画像を表示させ、ELDIM社製 製品名「EZ Contrast160D」を用いて、すべての方位角(0°〜360°)方向、極角60°方向におけるXYZ表色系のx値およびy値を測定した。さらに、方位角0°と45°、0°と90°、15°と75°、および30°と60°におけるx値およびy値の差を求め、それぞれΔxおよびΔyとした。
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)と、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(TFMB)とから合成された下記式(6)で表される重量平均分子量(Mw)70,000のポリイミドを、メチルイソブチルケトンに溶解して、15質量%のポリイミド溶液を調製した。なお、ポリイミドの調製等は、文献(F. Li et al. Polymer40 (1999) 4571−4583)の方法を参照した。一方、厚み80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム上に、上記ポリイミド溶液を乾燥後の厚みが4μmとなるように塗布・乾燥させた。次に、175℃で1.3倍に延伸し、光学フィルムXを得た。光学補償層の厚みは3μm、Δn(=nx−nz)は約0.04であった。光学補償層の厚み方向の位相差は123nmであり、面内位相差は28nmであった。光学補償層は、nx>ny>nzの光学特性を有していた。なお、基材フィルム(延伸TACフィルム)のΔnは約0.0006であった。
ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸して偏光子を得た。得られた偏光子を、90℃に温度制御されたオーブン(ESPEC社製、OVEN PH−201)で24時間熱処理した。このようにして、偏光子Aを得た。偏光子Aの直交透過率スペクトルは、図4に示すようなものであった。この偏光子Aの両側に市販のTACフィルム(厚み80μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「TF80UL」〕を保護層として貼り付け、偏光板Aを得た。
ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて一軸延伸して偏光子を得た。次に、この偏光子の一方の側に市販のTACフィルム(厚み80μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「TF80UL」〕を、もう一方の側に市販のTACフィルム(厚み80μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「ZRS80S」〕を貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を、90℃に温度制御されたオーブン(ESPEC社製、OVEN PH−201)で24時間熱処理した。さらに、温度90℃および湿度85%に制御されたオーブン(ESPEC社製、TEMPERATURE AND HUMIDITY CHAMBER)で24時間熱および湿度処理した。次に、上記光学フィルムXのTACフィルムと上記偏光板のTACフィルム「ZRS80S」をアクリル系粘着剤(厚み12μm)で貼り合わせ、偏光板(光学補償層付偏光板)Bを得た。このとき、光学補償層の遅相軸と偏光板Bの偏光子の吸収軸とは互いに実質的に直交していた。上記偏光板Bの偏光子Bの直交透過率スペクトルは、図5に示すようなものであった。
ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸して偏光子Cを得た。偏光子Cの直交透過率スペクトルは、図7に示すようなものであった。偏光子Cの両側に市販のTACフィルム(厚み80μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「TF80UL」〕を保護層として貼り付け、偏光板Cを得た。さらに、偏光子Cを用いたことならびに熱および湿度処理を行わなかったこと以外は参考例3と同様にして、偏光板Dを作製した。視認側の偏光板として偏光板Cを用いたこと、および、バックライト側の偏光板として偏光板Dを用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶パネルを作製した。すなわち、通常の偏光子を液晶セルの両側に配置した。この液晶パネルを用いて液晶表示装置を作製し、そのx値およびy値を測定し、ΔxおよびΔyを求めた。得られた結果を上記表1に示す。さらに、x値およびy値の方位角依存性を示すグラフを図8に示す。
偏光子Aの一方の側に市販のTACフィルム(厚み80μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「TF80UL」〕を、もう一方の側に光学フィルムXのTACフィルム側を貼り合わせて偏光板Eを作製した。バックライト側の偏光板として偏光板Bの代わりに偏光板Eを用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶パネルを作製した(視認側の偏光板としては、実施例1と同様に偏光板Aを用いた)。すなわち、図4に示すような直交透過率スペクトルを有する偏光子を液晶セルの両側に配置した。この液晶パネルを用いて液晶表示装置を作製し、そのx値およびy値を測定し、ΔxおよびΔyを求めた。得られた結果を上記表1に示す。さらに、x値およびy値の方位角依存性を示すグラフを図9に示す。
ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて一軸延伸して偏光子を得た。次に、この偏光子の両側に市販のTACフィルム(厚み80μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「TF80UL」〕を貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を、90℃に温度制御されたオーブン(ESPEC社製、OVEN PH−201)で24時間熱処理した。さらに、温度90℃および湿度85%に制御されたオーブン(ESPEC社製、TEMPERATURE AND HUMIDITY CHAMBER)で24時間熱および湿度処理し、偏光板Fを作製した。視認側の偏光板として偏光板Aの代わりに偏光板Fを用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶パネルを作製した(バックライト側の偏光板としては、実施例1と同様に偏光板Bを用いた)。すなわち、図5に示すような直交透過率スペクトルを有する偏光子を液晶セルの両側に配置した。この液晶パネルを用いて液晶表示装置を作製し、そのx値およびy値を測定し、ΔxおよびΔyを求めた。得られた結果を上記表1に示す。さらに、x値およびy値の方位角依存性を示すグラフを図10に示す。
10 第1の偏光子
20 液晶セル
30 光学補償層
40 第2の偏光子
Claims (6)
- 視認側から順に、第1の偏光子と、液晶セルと、光学補償層と、第2の偏光子とを備え、
該第1の偏光子が下記式(1)の関係を有し、該第2の偏光子が下記式(2)の関係を有する、液晶パネル:
T1(650)−T1(450)>0.025% ・・・(1)
T2(450)−T2(650)>0.01% ・・・(2)
ここで、T(450)は波長450nmにおける直交透過率であり、T(650)は波長650nmにおける直交透過率である。 - 前記光学補償層が非液晶材料から形成されている、請求項1に記載の液晶パネル。
- 前記非液晶材料が、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドおよびポリエステルイミドからなる群から選択される少なくとも1つのポリマーである、請求項2に記載の液晶パネル。
- 前記光学補償層がnx>ny>nzの屈折率分布を有する、請求項1から3のいずれかに記載の液晶パネル。
- 前記光学補償層の厚みが1〜20μmである、請求項1から4のいずれかに記載の液晶パネル。
- 前記液晶セルがVAモードまたはOCBモードである、請求項1から5のいずれかに記載の液晶パネル。
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